选修3-5 知识点题库

如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量为m（m＜M）的小球从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）

A . 在以后的运动全过程中，小球和槽的水平方向动量始终保持某一确定值不变 B . 在下滑过程中小球和槽之间的相互作用力始终不做功 C . 全过程小球和槽、弹簧所组成的系统机械能守恒，且水平方向动量守恒 D . 小球被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，但小球不能回到槽高h处

某同学用如图甲所示装置，通过质量分别为m₁、m₂的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律，步骤如下：

①安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重垂线所指的位置O；

②不放小球B，让小球A从斜槽上挡板处由静止滚下，并落在地面上；重复多次以确定小球落点位置；

③把小球B放在轨道水平槽末端，让小球A从挡板处由静止滚下，使它们碰撞：重复多次以确定碰撞后两小球的落点位置；

④用刻度尺分别测量三个落地点M、P、N离O点的距离，即线段的长度OM、OP、ON．

（1）关于上述实验操作，下列说法正确的是：

A . 斜槽轨道尽量光滑以减少误差 B . 斜槽轨道末端的切线必须水平 C . 入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 D . 小球A质量应大于小球B的质量
（2）确定小球落点位置的方法；
（3）当所测物理量满足表达式（用题中所给符号表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律；
（4）完成上述实验后，另一位同学对上述装置进行了改造．如图乙所示，在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平末端等高且无缝连接．使小球A仍从斜槽上挡板处由静止滚下，重复实验步骤②和③的操作，得到两球落在斜面上的落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l₁、l₂、l₃ ．则验证两球碰撞过程中动能守恒的表达式为（用所测物理量的字母表示）．

如图所示，平板小车停在光滑水平面上．甲、乙两人站在小车左、右两端，当他俩同时相向而行时，发现小车向右运动，下列说法中正确的是（　　）

A . 乙的速度必定大于甲的速度 B . 乙对小车的冲量必定大于甲对小车的冲量 C . 乙的动量必定大于甲的动量 D . 甲、乙的动量之和必定不为零

在光滑的水平桌面上有两个在同一直线上运动的小球a和b，正碰前后两小球的位移随时间的变化关系如图所示．在小球a和b的质量之比为（）

A . 9：16 B . 1：4 C . 3：8 D . 4：1

核电池又叫“放射性同位素电池”，它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能，核电池已成功地用作航天器的电源，据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图甲所示，质量M＝2 kg的木板以初速度v₀＝5 m/s在光滑的水平面上运动，质量m＝0.5 kg的滑块落在木板的右端没有弹起，最终恰好没掉下来，从滑块落到木板上开始计时，二者的速度—时间图象如图乙所示，g取10 m/s² ，求：

（1）滑块与木板间的动摩擦因数μ.
（2）木板的长度L和系统产生的内能Q.

2011年3月，日本地震引发海啸，继而福岛核电站（世界最大的核电站）发生核泄漏。关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是（）

A . 核反应堆发生的是轻核聚变反应 B . 铀核裂变的核反应是： $\text{[math]}$ C . 放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关 D . $\text{[math]}$ 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

在光电效应实验中，某同学用同一种材料在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出（）

A . 甲光的频率大于乙光的频率 B . 乙光的波长大于丙光的波长 C . 甲光、乙光波长相等 D . 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

静止在光滑水平面上的物体，受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化的图像如图所示，则下列说法中正确的是（）

A . 0～4 s内物体的位移为零 B . 0～4 s内拉力对物体做功为零 C . 4 s末物体的动量为零 D . 0～4 s内拉力对物体的冲量为零

如图，倾角为θ=30°斜面固定在水平台阶边缘，台阶下有一足够长、质量为6m的木板C，木板上表面与斜面底端等高，并且通过一小段光滑圆弧平滑连接。质量为6m的滑块B静止在木板左端，斜面与水平面均光滑。已知滑块B与木板C间的动摩擦因数为μ= $\text{[math]}$ 。现让质量为m的滑块A在高为h处静止释放，与B发生正碰，碰后A返回高度为原来的 $\text{[math]}$ 。滑块均视为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

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（1）碰后滑块B的速度；
（2） A返回到最高点时，B在木板上的滑行距离。

如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l。第一、四象限有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的钚的同位素离子 $\text{[math]}$ 粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的α粒子后，变成铀（U）的同位素离子。在0~3t₀时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t₀时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t₀、B为已知量。（不考虑粒子间相互影响和相对论效应及返回板间的情况）

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（1）写出这一过程的核衰变方程
（2）电压U₀的大小。
（3） t₀/2时刻进入两板间的α粒子在磁场中做圆周运动的半径。

如图甲是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是( )

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A . 这群氢原子能够发出6种不同频率的光 B . 从n= 4能级跃迁到n =3能级发出的光的波长最短 C . 这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV D . 如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到 n=1能级发出的

下列说法中正确的是（）

A . 原子的特征光谱是由原子核内部的变化引起的 B . 物理学中，合力、交变电流有效值所共同体现的物理思维方法是等效替代法 C . 光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 D . 牛顿在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得出位移与时间的平方是成正比的

老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球. 当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）

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A . 上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同 B . 上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒 C . 如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度 D . 若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度

如图所示，在光滑的水平面上，有质量相等的甲、乙两木块，甲木块以v的速度向右运动，乙木块静止，左侧连有一轻质弹簧。甲木块与弹簧接触后（）

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A . 甲木块速度大小一直减小直至零 B . 甲木块速度先减小，之后与乙木块保持相同速度向右做匀速运动 C . 甲、乙两木块所组成的系统动量守恒 D . 甲、乙两木块所组成的系统机械能守恒

如图所示，从同一高度以相同速率分别抛出质量相同的三个小球A、B、C，A竖直上抛，B平抛，C斜抛，小球落地后不反弹，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）

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A . 三小球落地时动量相同 B . 三小球动量的变化量相同 C . 三小球动能变化量相同 D . 三小球运动过程中重力的冲量I_A>I_C>I_B

彩虹滑道是近年来广受人们欢迎的娱乐项目，游客坐在一个特制的垫子上，从滑道顶端滑下，由于滑道较长、坡度较大，游客能体会到高速滑行的感觉。某滑道由倾斜直滑道和水平直滑道连接而成，游客坐在垫子上 $\text{[math]}$ 游客与垫子视为整体，且可视为质点 $\text{[math]}$ 滑到倾斜直滑道底端时速度为 $\text{[math]}$ ，此时水平直滑道前方 $\text{[math]}$ 处正有一名工作人员用绳子拖动另一个相同的垫子以 $\text{[math]}$ 的速度在同一方向上做匀速直线运动，游客和垫子构成的整体滑到水平直滑道上后做加速度大小为 $\text{[math]}$ 的匀减速直线运动。已知垫子质量均为 $\text{[math]}$ ，游客和工作人员质量均为 $\text{[math]}$ 。求：

（1）游客和垫子构成的整体追上前方垫子所需的时间；
（2）若游客和垫子构成的整体与前方垫子碰撞后三个物体共速向前运动，碰撞时间极短，且碰撞瞬间工作人员松开绳子，求碰撞瞬间冲击力对前方垫子的冲量。

用同种频率的单色光分别照射甲、乙两种不同阴极材料的光电管，发现甲装置的遏止电压高于乙装置的遏止电压，下列说法正确的是（　　）

A . 照射甲装置的入射光光强一定大于照射乙装置的入射光光强 B . 甲装置中光电子的最大初动能一定小于乙装置中光电子的最大初动能 C . 甲装置的逸出功一定大于乙装置的逸出功 D . 甲装置的截止频率一定小于乙装置的截止频率

2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，HL-2M反应堆的成功对于全世界而言都有重大研究意义，它意味着中国能够掌握利用核聚变技术发电，氘核聚变反应的方程为： $\text{[math]}$ ，已知氘核的比结合能为E，核反应中释放的核能为△E，核反应中发射一种γ光子，该γ光子照射到逸出功为W₀的金属上打出的最大初动能的光电子的速度为v，已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（）

A . 裂变反应比聚变反应更难控制 B . x的比结合能为 $\text{[math]}$ C . 光电子的德布罗意波长为 $\text{[math]}$ D . γ光子的频率为 $\text{[math]}$

小明同学用如图所示的实验装置测量普朗克常量和某金属的逸出功，通过改变入射光的频率并测出对应的遏止电压U绘制 $\text{[math]}$ 图像如图甲所示，已知电子所带电荷量大小是 $\text{[math]}$ 。

（1）普朗克常量h=，此金属的逸出功W=。（用e、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）
（2）另一同学用小明同学的数据绘制 $\text{[math]}$ （其中I为Ｇ的读数）图线如图乙中d所示。他用相同实验装置，但只增大入射光强，则此时图线应是图乙中的（填“a”“b”或“c”）。